配电自动化开关智能控制器的设计

1引言配电自动化系统是一种可以使配电企业在远方实时监视、协调和操作配电设备的自动化系统。按照系统的层次,配电自动化可分为配电管理系统、变电站综合自动化、馈线自动化、需方管理等4个方面的内容。其中,馈线自动化就是监视馈线的运行方式和负荷,当故障发生后,能及时准确地确定故障区段,实现线路开关的远方合闸和分闸操作,迅速隔离故障区段并恢复健全区段供电,是配电自动化最重要的内容之一。基于重合器或是FTU的馈线自动化系统,实质上都是以大量位于最底层的配电自动化开关控制器作为基础的。随着馈线自动化功能的不断完善以及遵循…     

基于FTU的油田配电网故障快速定位与隔离

分析了油田配电网拓扑性质,提出对配电网拓扑结构描述的新方法,根据拓扑信息自动生成配电网拓扑接线图,并实时显示开关的运行状态。应用开关状态信息和馈线远方终端(FTU)的故障信息形成开关信息库,当系统故障时实时更新开关的故障信息,应用开关信息数据库构造故障定位和隔离算法,判断故障定位开关位置,给出故障隔离方案,并在配电网接线图上显示故障隔离的状态。     

配电网馈线自动化系统远方终端的故障检测

介绍了配电网馈线自动化系统的故障管理功能及其远方终端所应该具备的故障检测功能。讨论了使用保护CT以及饱和型CT的馈线自动化远方终端的短路故障检测技术,并探讨了小电流接地系统单相接地故障检测技术。     

DS3250系列配网馈线远方终端

国电南京自动化股份有限公司生产的DS3250系列配网馈线远方终端适用于户外开关、环网柜、配电房、小型开闭所的监控，用来捕捉故障信息，配合配网子站或主站系统实现故障定位，隔离及非故障区域恢复供电。     

基于GPRS的配电网馈线自动化模式的探讨

针对配电网自动化通信系统对数据传输可靠性和实时性的要求,提出了一种基于通用分组无线电业务（GPRS）的配电网馈线自动化通信系统设计。通过对几种馈线自动化故障处理模式的比较和分析,提出了数字式保护与分段开关配合,经GPRS传输信息实现远方综合故障判断、处理模式的方案,阐述了该方案的优越性、先进性和实用性。     

配电网多重故障的就地式馈线自动化设计方案

我国现有的就地式馈线自动化方案主要针对馈线的单重故障,通过跳开故障点附近分段开关和隔离故障;闭合联络开关,以恢复健全线路的供电,减小停电范围。在联络开关闭合供电期间内,若他处发生故障,则现有的就地式馈线自动化功能由于只能静态识别分段开关与联络开关的属性,无法在开关属性变化后再次准确隔离故障。随着经济的发展,配电网络结构日益复杂,负载多样性逐渐增加,馈线发生多重故障的概率也日益升高。设计了一套采用动态判断联络开关的算法,改进了现有的馈线自动化功能,实现了对馈线多重故障准确定位、自动隔离。     

配电网故障处理关键技术

为了更好地进行配电自动化工程建设,对全负荷开关馈线、全断路器馈线以及负荷开关与断路器混合馈线情况下的配电网故障处理过程分别进行了论述,指出全负荷开关馈线和全断路器馈线各有利弊,负荷开关与断路器组合馈线能够扬长避短并综合两者的优点.分别针对多分段多联络和多供一备网架结构的模式化故障处理步骤给出了建议,并指出只有结合模式化故障处理才能充分发挥上述网架结构的优势,达到提高配电设备利用率的目的.建议采用超级电容器作为配电自动化系统中备用电源的储能手段,并给出了超级电容器容量的计算方法.     

有信道馈线故障处理技术

有通信信道的馈线自动化的故障处理,大多由远方变电站或二级主站集中处理。但是如果参照纵联差动保护原理,各分段线路两侧的分段开关直接交换各自的故障电流标志,就可判断故障线段。进而通过变电站出线保护及自动装置的协调配合动作,快速可靠地消除或切除故障,隔离故障线段,恢复非故障线段的正常供电。这样就可将馈线故障处理功能下放到线路,而无需主站参与。     

基于GPRS的配电网馈线自动化模式的探讨

针对配电网自动化通信系统对数据传输可靠性和实时性的要求，提出了一种基于通用分组无线电业务（GPRS）的配电网馈线自动化通信系统设计。通过对几种馈线自动化故障处理模式的比较和分析，提出了数字式保护与分段开关配合，经GPRS传输信息实现远方综合故障判断、处理模式的方案，阐述了该方案的优越性、先进性和实用性。     

基于馈线负荷骤降度的配电网故障研判方法

针对自动化水平低的配电线路故障停电后难以准确快速定位故障区段和停电范围的问题,提出了一种基于馈线负荷骤降度的配电网故障研判方法。该方法在馈线首端有功功率的骤降度大于一定阈值时启动,然后利用计量自动化系统中配变的历史负荷数据预测故障前馈线上各配变的有功功率,并计算馈线上各开关的负荷占比。通过比较馈线负荷骤降度与各开关负荷占比值,判断故障跳闸开关及停电范围。工程实例的分析结果表明,该方法能够准确定位故障跳闸开关,实时性好,为配电网提供了一种不依赖配电网自动化系统的新的故障研判手段。     

基于实时拓扑识别的分布式馈线自动化控制方法

现有分布式馈线自动化(FA)算法大都针对具体的馈线拓扑结构与联络开关位置设计,馈线运行方式改变时需要重新调整算法。通过检测开关两侧电压,可以识别联络开关的身份并自动调整控制算法,但要求每一个分段开关两侧都安装电压互感器。提出通过智能终端之间的接力查询,自动识别馈线实时拓扑结构与联络开关位置。相邻分段开关的智能终端间通过交换故障电流检测信息,定位并隔离故障区段;联络开关处的配电终端根据馈线实时拓扑结构计算备供电源容量裕度,从而最大范围恢复非故障区段供电。根据所提方法建立FA系统,静模试验及现场运行结果证明了该方法能够自动适应馈线拓扑结构变化,快速进行故障隔离与供电恢复控制。     

计及配电网开关死区故障的馈线自动化技术研究

针对传统馈线自动化技术无法识别并隔离配电网环网开关死区故障,恢复供电将导致重复停电、故障范围扩大等问题,通过分析一起配网开关死区故障时的保护告警信息特征及传统馈线自动化的动作逻辑,提出一种考虑配电网开关死区故障的改进馈线自动化处理方法。通过该方法,合理设置故障区域上一级三遥开关的保护动作跳闸时限,切实有效隔离死区故障,快速恢复非故障区域供电。最后,分别以环网进线开关、出线开关发生死区故障以及母线发生单相接地故障为例,验证了所提方法的有效性。     

用户分界开关与馈线自动化的兼容性分析及策略研究

用户分界开关有效解决了用户故障造成配电线路大面积停电的供电难题,而随着智能配电网建设的深入,配电线路将逐渐实现馈线自动化,因此对两者兼容性进行研究非常必要。在对分界开关和馈线自动化工作原理进行详细分析的基础上,重点讨论了分界开关与集中型馈线自动化、电压-时间型馈线自动化的兼容性。分析表明,对于用户设备发生单相接地故障,分界开关能够自动隔离故障,不会对馈线自动化产生影响;而对于用户设备发生相间短路故障,则分为两种情况。电压-时间型或投入重合闸的集中型馈线自动化方     

配电网故障判断与负荷均衡化

提出一种配电网简化模型 :将馈线开关当做节点 ,将馈线当做弧 ,从负荷的角度描述配电网 ,并采用邻接表的数据结构加以描述。在此基础上发展了配电网故障区域判断方法 ,讨论了以最少的开关操作隔离故障区域的方法。提出一种以联络开关为核心的用于负荷均衡化的配电网络重构方法 ,将每个联络开关对应的两条馈线看做馈线偶 ,分别定义了馈线偶和配电网的负荷均衡率 ,并以此作为网络重构的评价函数 ,配电网络重构过程由若干馈线偶内负荷均衡化过程组成 ,这种方法具有迭代次数少和不需要量测馈线配电变压器参数等优点。文中给出了典型实例     

分层分区的馈线自动化配置方案研究

针对配电网特点,采取分层分区的馈线自动化配置方案,提高馈线自动化的实用性。将馈线自动化自下而上分为馈线层、馈线岛层和系统层三个层次。在馈线层和馈线岛层上,根据区域的不同特点提出不同的馈线自动化方案。在单电源线路上,采用简单可靠的无通信就地式FA。在馈线分支线的故障隔离上,提出了出线开关两次重合与支线负荷开关故障过流断开相结合的方法。还提出了一种基于故障信号数量求和的智能分布式FA方法。该方法简便直观,联络开关与分段开关判断逻辑可自动切换,能灵活适应运行方式的调整。在系统层的FA方面,通过网络拓扑与优化运行,在主网故障造成大范围停电时通过配电线路转供电来提高供电可靠性,并具有优化网络运行方式,减少停电的作用。     

配电网故障判断与负荷均衡比

提出一种配电网简化模型：将馈线开关当做节点，将馈线当做弧，从负荷的角度描述配电网，并采用邻接表的数据结构加以描述，在此基础上发展了配电网故障区域判断方法，讨论了以最少的开关操作隔离故障区域的方法，提出一种以联络开关为核心的用于负荷均衡化的配电网络重构方法，将每个联络开关对应的两条馈线看做馈线偶，分别定义了馈线偶和配电网的负荷均衡率，并以此作为网络重构的评价函数，配电网络重构过程由若干馈线偶内负荷均衡化过程组成，这种方法具有迭代次数少和不需要量测馈线配电变压器参数等优点，文中给出了典型实例。     

甘南供电公司就地馈线自动化FA控制策略研究

馈线自动化分为集中和就地两种,就地馈线自动化采用无线网卡通信,实现故障就地自动隔离,相比集中馈线自动化可节约大量成本,特别适合在甘南地区推广。常见的就地馈线自动化“电压时间型”FA控制策略采用“无压分闸,有压延时合闸”逻辑,发生永久性故障时变电站出线开关和主线分段开关需分合两次才能隔离故障,严重影响开关寿命。为了防止开关频繁分合闸,文中根据甘南公司配网实际需求,对电压电流型FA控制策略进行研究,即达到故障就地自动隔离,又达到减少开关分合闸次数的目的。     

基于FTU的配电网故障区段判断算法

通过分析配电网馈线单一故障情况下,其故障点必位于两个相邻的开关之间。有效率电流和没有故障电流流过的开关,其ＦＴＵ所采集的信息不相同,因此在基于ＦＴＵ的馈线自动化系统中,其故障区段的判断可简化为考察相邻开关信息的异或逻辑计算。忽略电网中的其它元件,将电网从结构上简化为以开关当作节点的网络,应用电工网络图论原理建立节点的邻接矩阵和节点信息矩阵。论述了一种馈线网络故障时的故障区段判断矩阵。分析故障判断矩     

基于配电自动化终端配置方案的供电可靠性评估

建立了架空系统供电可靠性评估模型,分别以架空主干馈线故障和柱上开关故障为研究场景,在馈线满足N-1和不满足N-12种情形下,运用集中式馈线自动化故障处置原理,分析并推导了架空主干馈线故障和柱上开关故障时的户均停电时间计算公式。特别是针对“二遥”和“三遥”终端混合配置情形,枚举“二遥”和“三遥”终端不同数量、不同位置的配置方案,详细分析故障处理过程,推导得出基于“二遥”和“三遥”终端配置数量的架空系统故障平均停电时间计算公式。最后,以某架空区域配电自动化终端建设为例,对研究成果进行了应用。     

一起站用交流馈线开关跳闸的故障分析

针对一起某110 kV变电站380 V站用交流电源系统馈线开关多次跳闸故障，通过现场排查及计算分析故障原因，即分列运行的#1、#2交流系统的多个环网馈线开关错误地同时合上，导致交流系统C相三路环网故障，当环网电流达到主馈开关的不平衡电流保护整定值时，主馈开关正确跳闸，切除故障。为此提出了需核查交流系统的所有回路，并对形成的开关投退表、级差配合表逐个核对，对于环网馈线开关，需调整指示灯至负载相的整改措施。